JPH09500838A - 成型体を形成する装置並びにこの種の装置を製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 成形品特にプラスチック成形品の製造のために、少なくとも２種の型層入部材（１）及びテンパリング剤間隙部（２）を有する工具部材を有し、前記型層入部材（１）が成形キャビティを取り囲んでいる装置において、及びこのような装置の製造方法において、生産性は、より短い繰り返し時間、テンパリング剤間隙部（２）及び成形キャビティの間の高い熱伝導率を有する均熱化層（４）の装置内の規定条件とによって増加する。この装置は次の工程により製造される。すなわち、テンパリング剤間隙部（２）の領域を収容するために型層入部材（１）にキャビティを形成する工程、均熱化層を形成する工程、均熱化層及びテンパリング剤間隙部部（２）を挿入する工程、及び型層入部材（１）及び均熱化層を結合する工程である。

Description

【発明の詳細な説明】 成型体を形成する装置並びにこの種の装置を製造する方法 本発明は成型体、特にプラスチック成型体を形成する装置であって、少なくと も２つの型挿入部材とテンパリング剤間隙部とを備えた工具体を有し、型挿入部 材が成型体キャビティを包囲する、成型体を形成する装置と、この種の装置を製 造する方法に関するものである。 成型体、特にプラスチック成型体を形成する場合に、それぞれ形成すべき成型 体の幾何学配置に従って多部材の、多くは２部材の型が使用され、その型はまず 成型体キャビティを包囲し、かつ硬化された成型体を取り出すために互いに分離 されなければならない。それぞれ形成すべき成型体の種類に従って、これら所定 の条件の表面特性を満たさなければならない。このことは特に、後でデータ担体 として用いられる、例えばＣＤなどの成型体に該当する。 従って本発明を、本発明が単に平坦な成型体に限定されない場合でも、ＣＤ半 加工品を形成する例で詳細に説明する。ハイファイ領域のＣＤが迅速に加工され 、また電子データ処理領域のＣＤ−ＲＯＭとしての加工が飛躍的に上昇している ことによって、ＣＤ商品は大量生産商品となってきている。このことは、該当す る成型体を形成することについては、最終的には成形時間の長さが製造コストを 、従って市場でのメーカーの位置を決定することを意味している。 ＣＤ成型体を形成する公知の装置においては、２つの対称の型挿入部材が使用 され、この型挿入部材はそれぞれテンパリング手段を収容する螺旋形状に配置さ れたテンパリング通路を有する。そのた めに各型挿入部材は長手方向に開くように分離され、対応するテンパリング通路 が両半体にフライス加工されて、次に真空半田付けされる。過去において、テン パリング剤間隙部をできるだけ成型体キャビティに近く配置することによって、 成形時間を短縮しようとすることが試みられた。しかしその場合に、成形時間を 減少させるために型挿入部材を極めて冷たくして作用させることは不可能であっ た。というのは、そうすると成型体キャビティの壁に絶対的に均一な温度を保証 することができなくなってしまうからである。それどころかテンパリングの失敗 によって、形成すべきプラスチックディスクの表面が影響を受け、従ってそのよ うに形成されたＣＤディスクに応力と不均一性がもたらされ、従って完全には使 い物にならなくなってしまった。結果として、壁厚を冷却する際に温度の均一性 をもたらすことができるためには、テンパリング室は成型体キャビティの壁から 所定の最小距離で配置しなければならなかった。 従って本発明の課題は、成形時間を短くすることによって、装置ないし対応す る形成方法の生産性を向上させることのできる成型体を形成する装置並びにこの 種の装置を製造する方法を提供することである。 本課題は、請求の範囲第１項の前段部分に記載の装置においては、テンパリン グ剤間隙部と成型体キャビティとの間に熱伝導性の高い均熱化層が設けらること によって解決される。 本発明の方法の場合には、この課題の解決は次の工程から形成される。すなわ ち、 −テンパリング剤間隙部の領域を収容する型挿入部材を形成し、 −テンパリング剤間隙部を形成し、 −均熱化部材とテンパリング剤間隙部を挿入し、かつ −型挿入部材と均熱化部材とを継ぎ合わせる。 従って本発明は、成型体キャビティ壁の極めて近傍でテンパリングが行われた 場合に発生するテンパリングの失敗を均熱化する方法に関するものである。この テンパリングの失敗の均熱化は、鋳型鋼をはるかに越える熱伝導性を有する均熱 化層を介して行われる。熱伝導性が高いことによって、通常はテンパリング剤間 隙部の回りに同心に配置される等温面が「消される」。最初の実験によって、熱 伝導層内で熱を約７倍の速度で逃がせることが明らかにされた。それによって成 型体キャビティ壁の均一な温度が得られ、かつ最終的に冷却効果が良好であるこ とによって成形時間の減少がもたらされた。 本発明の他の考えによれば、均熱化層が銅または銅合金と力伝達部材から成る 。力伝達部材は、加圧工程の際に発生し、通常は鋳型鋼によって捉えられる圧力 を「もっと弱い」均熱化層によって遮断し、且つ均熱化層の他方の側にさらに伝 えることができるようにするために、必要である。使用する力伝達部材は、鋼球 を使用することができる。しかしながら本発明の他の考えにしたがえば、力伝達 部材は、ハニカム型構造部材の形にすることもできる。 本発明の他の考えによれば、均熱化層として予め形成された熱伝導性の高い均 熱化部材が使用される。予め形成された均熱化部材を形成することは、液状の銅 または液状の銅合金を型挿入部材に直接注ぎこむことによって型挿入部材の応力 と誤差がもたらされる場合があるので、効果的である。 従って成型体を形成する装置を製造する場合に、まず型挿入部材にキャビティ が形成され、このキャビティがまず均熱化部材を、そしてさらにテンパリング剤 間隙部システムを収容する。好ましくは均熱化部材並びにテンパリング剤間隙部 を有する部材は型挿入部材 と高温硬質半田付けによって結合される。 以下、１つの実施例のみを示す図面を用いて本発明を詳細に説明する。唯一の 図面には唯一の型挿入部材が図示されており、これは例えばＣＤを形成する場合 に鏡対称に形成された他の型挿入部材と組み合わせて使用される。 その場合に型挿入部材１はテンパリング剤間隙部２と図示しない成型体キャビ ティを画成する壁３を有する。図示の好ましい実施例においては、型挿入部材１ の壁３は平坦な面として形成されている。テンパリング剤間隙部２を壁３の比較 的近傍にもってくることができるようにするために、本発明によればテンパリン グ剤間隙部２と壁３の間に均熱化層４が設けられている。 本発明の好ましい実施形態においては、均熱化層４は予め形成された均熱化部 材として形成されており、この均熱化部材が型挿入部材１に形成されたキャビテ ィ５に挿入されて、続いて型挿入部材１と、好ましくは高温硬質半田付けによっ て結合される。その場合に均熱化部材は装入された図示しない力伝達部材によっ て補強されている。その後キャビティ５を「充填する」ために均熱化部材上にテ ンパリング剤間隙部部材６が載置され、このテンパリング剤間隙部部材も、同様 に好ましくは高温硬質半田付けによって、型挿入部材１と結合される。図示の実 施例においては、均熱化部材４もテンパリング剤間隙部部材６も中空円筒ディス クとして形成されている。しかし本発明は対称でない成型体を形成する装置にお いても実現することができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年１０月５日 【補正内容】 ３４条補正書 明細書 成型体を形成する装置並びにこの種の装置を製造する方法 本発明は成型体、特にプラスチック成型体を形成する装置であって、少なくと も２つの型挿入部材とテンパリング剤間隙部とを備えた工具体を有し、型挿入部 材が成型体キャビティを包囲する、成型体を形成する装置と、この種の装置を製 造する方法に関するものである。 成型体、特にプラスチック成型体を形成する場合に、それぞれ形成すべき成型 体の幾何学配置に従って多部材の、多くは２部材の型が使用され、その型はまず 成型体キャビティを包囲し、かつ硬化された成型体を取り出すために互いに分離 されなければならない。それぞれ形成すべき成型体の種類に従って、これら所定 の条件の表面特性を満たさなければならない。このことは特に、後でデータ担体 として用いられる、例えばＣＤなどの成型体に該当する。 従って本発明を、本発明が単に平坦な成型体に限定されない場合でも、ＣＤ半 加工品を形成する例で詳細に説明する。ハイファイ領域のＣＤが迅速に加工され 、また電子データ処理領域のＣＤ−ＲＯＭとしての加工が飛躍的に上昇している ことによって、ＣＤ商品は大量生産商品となってきている。このことは、該当す る成型体を形成することについては、最終的には成形時間の長さが製造コストを 、従って市場でのメーカーの位置を決定することを意味している。 上述の装置はＤＥ−Ｕ−９２０１６４２の登録された書類から知られている。 この公知の射出成型工具は、ＣＤ梱包を形成するために用いられる。そこに記載 されている型挿入部材は２つのプレート からなる輪郭挿入部材を有し、２つのプレートの一方が冷却通路を形成するフラ イス加工部を有し、２つのプレートはろう付けによって互いに結合されている。 その場合に熱を逃がすことは輪郭挿入部材内に設けられた冷却通路を介して行わ れ、個々の構成部品の材料の変化については記載されていない。 ＣＤ成型体を形成する公知の装置においては、２つの対称の型挿入部材が使用 され、この型挿入部材はそれぞれテンパリング手段を収容する螺旋形状に配置さ れたテンパリング通路を有する。そのために各型挿入部材は長手方向に開くよう に分離され、対応するテンパリング通路が両半体にフライス加工されて、次に真 空半田付けされる。過去において、テンパリング剤間隙部をできるだけ成型体キ ャビティに近く配置することによって、成形時間を短縮しようとすることが試み られた。しかしその場合に、成形時間を減少させるために型挿入部材を極めて冷 たくして作用させることは不可能であった。というのは、そうすると成型体キャ ビティの壁に絶対的に均一な温度を保証することができなくなってしまうからで ある。それどころかテンパリングの失敗によって、形成すべきプラスチックディ スクの表面が影響を受け、従ってそのように形成されたＣＤディスクに応力と不 均一性がもたらされ、従って完全には使い物にならなくなってしまった。結果と して、壁厚を冷却する際に温度の均一性をもたらすことができるためには、テン パリング室は成型体キャビティの壁から所定の最小距離で配置しなければならな かった。 さらにＥＰ−Ａ−０１４６１９１から既知の射出成型工具においては、均熱化 を改良するためにそこで使用されている冷却通路は銅から形成され、それによっ て冷却媒体の熱を回りにある鋼ジャケットに良好に逃がすことが可能になった。 しかし銅からなる均熱化層は、鋳型鋼に比べて比較的柔らかく形成されており、 それが加圧工 程の際に高い圧力が発生すると、変形や損傷をもたらす可能性がある、という欠 点を有する。 従って本発明の課題は、成形時間を短くすることによって、装置ないし対応す る形成方法の生産性を向上させることのできる成型体を形成する装置並びにこの 種の装置を製造する方法を提供することである。特に熱分布が良好であると同時 に、工具部品の変形または損傷が確実に避けられなければならない。 本課題は、請求の範囲第１項の前段部分に記載の装置においては、テンパリン グ剤間隙部と成型体キャビティとの間に熱伝導性の高い均熱化層が設けられてお り、かつ成型体キャビティ壁において均一な温度を得るために、均熱化層が銅ま たは銅合金と力伝達部材としての鋼球とからなることによって解決される。 本発明の方法の場合には、この課題の解決は次の工程から形成される。すなわ ち、 −テンパリング剤間隙部を有する部材と均熱化部材とを収容するキャビティを 備えた型挿入部材を形成し、 −テンパリング剤間隙部を有する部材を形成し、 −銅または銅合金と力伝達部材としての鋼球とから均熱化部材を形成し、 −均熱化部材とテンパリング剤間隙部を有する部材とを型挿入部材のキャビテ ィ内に挿入し、かつ −型挿入部材と均熱化部材とテンパリング剤間隙部を有する部材とを継ぎ合わ せる。 従って本発明は、成型体キャビティ壁の極めて近傍でテンパリングが行われた 場合に発生するテンパリングの失敗を均熱化する方法に関するものである。この テンパリングの失敗の均熱化は、鋳型鋼をはるかに越える熱伝導性を有する均熱 化層を介して行われる。熱 伝導性が高いことによって、通常はテンパリング剤間隙部の回りに同心に配置さ れる等温面が「消される」。最初の実験によって、熱伝導層内で熱を約７倍の速 度で逃がせることが明らかにされた。それによって成型体キャビティ壁の均一な 温度が得られ、かつ最終的に冷却効果が良好であることによって成形時間の減少 がもたらされた。本発明によって熱伝導層としての銅と力伝達部材としての鋼球 とを組み合わせることによって初めて最適な熱分布を達成することができた。と いうのは熱は鋼球の幾何学配置によって均熱化層の方向において、この層に対し て垂直よりも著しく急速に分配されるからである。 力伝達部材は、加圧工程の際に発生し、通常は鋳型鋼によって捉えられる圧力 を「もっと弱い」均熱化層によって遮断し、且つ均熱化層の他方の側にさらに伝 えることができるようにするために、必要である。 本発明の他の考えによれば、均熱化層として予め形成された熱伝導性の高い均 熱化部材が使用される。予め形成された均熱化部材を形成することは、液状の銅 または液状の銅合金を型挿入部材に直接注ぎこむことによって型挿入部材の応力 と誤差がもたらされる場合があるので、効果的である。 従って成型体を形成する装置を製造する場合に、まず型挿入部材にキャビティ が形成され、このキャビティがまず均熱化部材を、そしてさらにテンパリング剤 間隙部システムを収容する。好ましくは均熱化部材並びにテンパリング剤間隙部 を有する部材は型挿入部材と高温半田付けによって、あるいはろう付けによって 結合される。 以下、１つの実施例のみを示す図面を用いて本発明を詳細に説明する。 唯一の図面には唯一の型挿入部材が図示されており、これは例えばＣＤを形成 する場合に鏡対称に形成された他の型挿入部材と組み合わせて使用される。 その場合に型挿入部材１はテンパリング剤間隙部２と図示しない成型体キャビ ティを画成する壁３を有する。図示の好ましい実施例においては、型挿入部材１ の壁３は平坦な面として形成されている。テンパリング剤間隙部２を壁３の比較 的近傍にもってくることができるようにするために、本発明によればテンパリン グ剤間隙部２と壁３の間に均熱化層４が設けられている。 本発明の好ましい実施形態においては、均熱化層４は予め形成された均熱化部 材として形成されており、この均熱化部材が型挿入部材１に形成されたキャビテ ィ５に挿入されて、続いて型挿入部材１と、好ましくは高温硬質半田付けによっ て結合される。その場合に均熱化部材は装入された図示しない力伝達部材によっ て補強されている。その後キャビティ５を「充填する」ために均熱化部材上にテ ンパリング剤間隙部部材６が載置され、このテンパリング剤間隙部部材も、同様 に好ましくは高温硬質半田付けによって、型挿入部材１と結合される。図示の実 施例においては、均熱化部材４もテンパリング剤間隙部部材６も中空円筒ディス クとして形成されている。しかし本発明は対称でない成型体を形成する装置にお いても実現することができる。 請求の範囲 １．少なくとも２つの型挿入部材（１）とテンパリング剤間隙部（２）とを備 えた工具体を有し、型挿入部材（１）が成型体キャビティを包囲している成型体 、特にプラスチック成型体を形成する装置において、 テンパリング剤間隙部（２）と成型体キャビティとの間に熱伝導性の高い均熱 化層（４）が設けられており、かつ 均熱化層（４）は、成型体キャビティの壁の均一な温度を得るために、銅また は銅合金と力伝達部材としての鋼球とから形成される ことを特徴とする成型体を製造する装置。 ２．均熱化層（４）として予め形成された熱伝導性の高い均熱化部材が設けら れていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ３．請求の範囲第１項または第２項に記載の装置を製造する方法において、 次の工程、すなわち −テンパリング剤間隙部（２）を有する部材と均熱化部材とを収容するキャビ ティを備えた型挿入部材（１）を形成し、 −テンパリング剤間隙部（２）を有する部材を形成し、 −銅または銅合金と力伝達部材としての鋼球とから均熱化部材（４）を形成し 、 −均熱化部材（４）とテンパリング剤間隙部（２）を有する部材とを型挿入部 材（１）のキャビティ内に挿入し、かつ −型挿入部材（１）と均熱化部材（４）とテンパリング剤間隙部（２）を有す る部材とを継ぎ合わせる ことを特徴とする方法。 ４．型挿入部材（１）と均熱化部材（４）とテンパリング剤間隙部（２）を有 する部材との継ぎ合わせが高温半田付けによって行われることを特徴とする請求 の範囲第３項に記載の方法。 ５．型挿入部材（１）と均熱化部材（４）とテンパリング剤間隙部（２）を有 する部材との継ぎ合わせがろう付けによって行われることを特徴とする請求の範 囲第３項に記載の方法

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも２つの型挿入部材（１）とテンパリング剤間隙部（２）とを備 えた工具体を有し、型挿入部材（１）が成型体キャビティを包囲している成型体 、特にプラスチック成型体を形成する装置において、 テンパリング剤間隙部（２）と成型体キャビティとの間に熱伝導性の高い均熱 化層（４）が設けられる ことを特徴とする成型体を製造する装置。 ２． 前記均熱化層（４）が、銅または銅合金及び力伝達部材から成ることを 特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置 ３． 前記力伝達部材が、鋼球である請求の範囲第２項に記載の装置。 ４． 前記力伝達部材が、ハニカム型構造部材である請求の範囲第２に記載の 装置。 ５．均熱化層（４）として予め形成された熱伝導性の高い均熱化部材が設けら れていることを特徴とする請求の範囲第１項から第４項のいずれか１項に記載の 装置。 ６．請求の範囲第１項から第５項のいずれか１項に記載の装置を製造する方法 において、 次の工程、すなわち −テンパリング剤間隙部（２）を収容する型挿入部材（１）を形成し、 −テンパリング剤間隙部（２）を形成し、 −均熱化部材（４）とテンパリング剤間隙部（２）を挿入し、かつ −型挿入部材（１）と均熱化部材（４）とを継ぎ合わせる ことを特徴とする方法。 ７．型挿入部材（１）と均熱化部材（４）とテンパリング剤間隙部（２）を有 する部材との継ぎ合わせが高温硬質半田付けによって行われることを特徴とする 請求の範囲第６項に記載の方法。 ８．型挿入部材（１）と均熱化部材（４）とテンパリング剤間隙部（２）を有 する部材との継ぎ合わせが高温硬質半田付けによって行われることを特徴とする 請求の範囲第６項または７項に記載の方法